一杯好牛奶,关键在牛。近年来,我国奶牛自主育种进入快速发展阶段,农业农村部数据显示,2024年全国成母牛牛奶平均单产达到9900千克,较2008年增加了5100千克,增幅达94%,全国奶牛群体生产水平显著提高,总体遗传改良成效显著。取得长足进步的背后,我国在奶牛育种领域做出了哪些努力?种业振兴背景下,又能为其他领域育种攻关提供哪些经验?
在业内人士看来,育种材料、育种技术和组织机制是奶牛育种的3个关键,不断夯实的种源基础、持续突破的育种技术和逐步完善的“以企为主”“产学研”联合育种机制,正成为我国奶牛育种持续进步的最大底气。
好牛为育种创新夯实种源基础
“过去20年我国母牛单产提升很快,目前国内奶牛平均单产已经全面超过澳洲、南美,正加速向国际顶尖水平迫近。”北京奶牛中心主任麻柱从业20多年,见证了我国奶牛生产水平的跨越式发展。
麻柱口中的“奶牛”,特指大体型、黑白花色的荷斯坦牛,该牛具有产奶量高、适应性强等特点,是全世界范围内使用最广、最具代表性的通用奶牛品种。自19世纪50年代荷斯坦牛传入我国,直到改革开放前,我国奶牛群体一直处于规模小、品种混杂、产奶量低的阶段。
为何自主培育奶牛进程缓慢?制约因素很多,其中最关键的一条是没有掌握具有优异遗传水平的种质资源作为育种材料。奶牛是单胎家畜,世代间隔和繁殖周期长,其育种国际通行的办法是在原有品种群体基础上进行长期系统的选育提高。
经过多年发展,我国奶牛群体遗传改良取得了显著成效。首先,生产性能测定加速普及,遗传数据评估排名逐年提升。据中国奶牛数据中心统计,2008年以来,我国建立起专职用于DHI相关牛奶、饲料、疾病检测的专业实验室,由项目实施前的7家增加到39家,测定范围覆盖全国。2024年,全国DHI参测牧场达1393个、参测牛数234.2万头。目前,我国部分顶级乳用种公牛性能已进入国际第一梯队,赛科星种业依托清水河国家级奶牛核心育种场,2024年在美注册荷斯坦奶牛遗传评估中,培育的种公牛包揽前20名中的14头、前100名中的57头。
此外,在国外主导的奶牛育种评价体系内不断取得好成绩的同时,我国也于2012年开始自主建立起奶牛遗传评估技术平台,制定了更加符合国情的CPI(中国奶牛性能指数)和GCPI(中国奶牛基因组选择性能指数),并连续发布遗传评估结果,为奶牛良种选育提供了翔实数据。
目前,首农畜牧存栏10万头高产奶牛,建立起国内规模最大的育种群体,并在现有三大类性状30个参数的评价体系基础上,联合业内头部企业推出新的六大类40个参数的综合指数UTPI,拓展了繁殖、产犊、长寿等多类奶牛经济性状,成为推动平衡育种、进一步完善CPI指数体系的重要补充。
今年3月25日,全国畜牧总站首次发布全国存栏采精种公牛名单,公布的3316头种公牛来源清晰,外貌等级全部达到特级、一级以上,生产性能达到种用标准,年可生产奶牛冷冻精液700万支、肉用及兼用牛冷冻精液5000万支以上,满足了我国奶牛肉牛用种需求。
新技术加快“育繁推”一体化产业应用
一头犊牛出生后,通过采集其毛囊、血液或耳组织,使用育种“芯片”进行“高产、长寿、抗病”等基因性状检测,然后结合综合育种指数预测其育种价值,不再需要观察其后代性能,大大缩短了优质种牛的选育周期。
近年来,类似场景在国内多家奶牛育种头部企业成为现实。这背后得益于基因组选择技术应用于育种实践,可以更早、更准确地发现遗传优秀的奶牛个体,对生物体的特定目标基因进行“编辑”,实现精准设计甚至定制新品种。早年间,我国奶牛育种“芯片”这一关键检测工具全部依赖进口。随着首农畜牧、奥克斯种业、赛科星种业于近年分别推出自主研发的育种“芯片”,打破了关键技术完全依赖国外的局面,未来将朝着持续提升检测精度方向努力。
有了好种还要有好的繁育技术去推广应用。在育种之后的扩繁和推广环节,随着技术进步,越来越多自然界中难以实现的事情在实验室里成为可能。
“纵观我国奶牛种业发展,大体经历了从‘种牛活体引进’为主,到‘国产冻精改良’为主,再到‘国产冻精和进口冻精兼容并蓄’3个阶段。”麻柱介绍,目前,我国奶牛冻精市场进口比例较高,一方面要客观看待我国奶牛育种起步晚、养殖主体具有国外产品消费偏好的实际,另一方面也要重视潜存的国际竞争风险。
积极应对挑战、提升行业竞争力,正成为业内企业的普遍选择。走进赛科星家畜种业与繁育生物技术研究院,一台流式细胞仪引人注目——研究院负责人、内蒙古大学生命科学学院教授李喜和介绍,该仪器可以分离精液中的X和Y精子,用于性控种公牛冻精生产。
“不同主体需求不一样,种业公司希望多产公牛,养殖主体则希望更多母牛。”李喜和说,尽管该仪器生产制造仍被国外垄断,但研究院在引进基础上进行了技术改良,通过20余项专利使性别控制准确率达到94%以上,提升了生产效率、降低了生产成本。目前,赛科星奶牛性控冻精国内市场占有率已达第一,累计生产良种母牛约270万头。
从进口每头价格高达约3万元的活牛,到使用每支价格不到50元的冻精,国内牛奶市场的不断扩大,对优质奶牛扩繁提出了成本更低、效率更高的要求。目前,体外胚胎生产技术正在缩短获得更多高产牛优质后代的时间。
产学研合力形成资源共享和优势互补
奶牛育种是长期、持续、高投入,同时具有公益性的产业项目,如何更好地对接育种研发与产业发展的需求,是奠定育种企业信心和育种持续创新能力的前提。
种业振兴行动实施以来,我国积极促进产学研深度融合,种业企业实力不断增强,有力支撑了种业发展水平提升。另一方面,近年来我国奶业市场供需矛盾突出、经营主体普遍面临业绩下行压力,如何从源头稳定市场、推动行业整体高质量发展,也呼唤着奶牛育种企业承担更大的社会责任。
“要不断提升生产性能、优化养殖管理,通过优生优育和劣质牛的有序淘汰,实现原奶市场平稳发展。”据麻柱观察,我国奶牛存栏量从2008年开始经历了多次起落,高峰时800万头、低谷时450万头,大体以3—5年为一周期,背后是资本、技术、市场等多重复杂因素交织。育种环节对奶业高质量发展的贡献越来越大,降低行业周期性,一方面要借鉴国外商业化育种模式的有益经验,另一方面也要注重发挥我国科技创新型举国体制的独特优势。
实际上,国内奶牛育种头部企业从来不是“单打独斗”。在种业攻关工作中,各类主体优势和定位不同,已经形成了各有分工、密切合作的联合育种发展格局:如企业以市场需求为导向做产业应用研究,解决科研方向、资源配置效率的问题;而高校和科研院所则侧重基础研究,重点布局重大科研基础设施和前沿生物育种技术;各级政府比较关心科技安全问题,通过产业发展和科研战略规划,引导行业有序发展,同时给予育种主体各类政策支持。以企业为主导、“产学研”多方面协同合作,有效避免了资源浪费,正形成优势互补的强大合力。
对于奶牛育种未来方向,业内人士普遍认为,在努力提升核心种源自主培育能力的基础上,从解决产量问题到解决质量问题将是下一步发力重点。除了高产、高繁、抗病、抗逆等传统育种方向,牛群整齐度、饲料转化率、绿色健康养殖等方向也将成为提升产业竞争力的新因素,同时将在产品端进一步增加区分度,倒逼市场结构调整,促进产业平稳发展。
(来源:农民日报)